Pertemuan ke 3
Gliessman SR, 1998. Agroecology: ecological processes in sustainable agriculture Altieri MA, 1987. Agroecology. The scientific basis of alternative agriculture
PERKEMBANGAN PERTANIAN
Pertanian dataran tinggi
Budidaya sawah Tekhnologi menengah Pengolahan tanah
Improved fallow Pengelolaan residu
Revolusi hijau
Pertanian tebang bakar
Pertanian Lahan basah
Dominasi manusia
Keterpaduan Sumber Daya
Awal gangguan
Alami
Aplikasi pupuk
Biotehnologi Minimum tillage
Pertanian konvesional & komersial
Pertanian beririgasi
Tradisional
Pestisida
Konvensional
Berlanjut?
PERKEMBANGAN PERTANIAN
Pemanenan Karakteristik ◦ Alam menunjang populasi manusia degradasi < restorasi ◦ Keluarga kecil ◦ Pengendalian populasi: kematian, aborsi, kontrasepsi ◦ Dominasi sumberdaya dalam natural ecosystems
1.
Pertanian pada tanah subur (daerah endapan sungai (alluvium) daerah letusan gunung berapi (andisol) atau daerah lembah (daerah sawah produktif)
2.
Peladangan berpindah (slash-and-burn cultivation, ‘ladang’)
Traditional agricultural system in the tropics
1. 2. 3. 4.
Ladang berpindah Pertanian Subsisten Peternakan Pertanian berbasis Industri (Foto:Cahyo Prayogo)
(Foto: Kurniatun Hairiah)
Agricultural Development in the Tropics (Hairiah et al, 1999)
A
B
C
D
Human migration
1
2
3
4
5 6 Time
People
7
8
9
Imperata
10
People
A. Forest margin
C. Imperata fire climax -
B. Shorter fallows ==>soil degradation
D. Imperata rehabilitation via AF
Penggunaan lahan pertanian
(Foto: Meine van Noordwijk)
Perkembangan Agroekosistem
Periode Transisi ◦ Transisi dari masa pengumpulan pangan ke era pertanian subsisten (budidaya untuk pemenuhan kebutuhan keluarga)
Karakteristik ◦ Menggunakan alat sederhana untuk bertanama tanaman pangan ◦ Perkembangan komunitas sebelum pertanian (menetap, bertani, peternakan) ◦ Terbentuk komunitas kecil ◦ Tidak ada akumulasi pangan ◦ Kesehatan komunitas bagus
Perkembangan Agroekosistem
Hanya untuk kebutuhan keluarga ~ tidak ada peningkatan produksi (2.5 ton padi/ha)
Intensif (rotasi tanam)
Kapasitas sangga lahan rendah
BO sebagai sumber hara (25 kg N /ha + P2O5 dan K2O per tahun)
Perkembangan Agroekosistem
Pendorong terjadinya revolusi di bidang pertanian Karakteristik ◦ Ekstensifikasi Pertanian ◦ Peternakan ◦ Tenaga kerja
Perkembangan Agroekosistem
Peningkatan produksi seiring dengan peningkatan penggunaan pupuk kimia Rotasi tanam ditingkatkan (dari 2 menjadi 4X per tahun) Produksi meningkat 2x Menggunakan Hukum Law of demenishing return Konsekuesinya ◦ Oversupply pupuk kimia ◦ Mengurangi ketersediaan bahan bakar (untuk memproduksi pupuk kimia)
Komunitas berubah setiap waktu Gangguan menyebabkan perubahan
Pengolahan tanah Penanaman Penyiangan Pemupukan Pengairan Pemberantasan hama dan penyakit Pemangkasan Pemanenan Pembakaran
Gangguan terlalu sering terjadi, skala besar suksesi menjadi lebih terbatas
Pertanian konvensional
Gangguan rendah suksesi terjadi stabilitas agroekosistem
Kebakaran, banjir, ledakan hama, angin putting beliung, longsor, pohon tumbang
Organisma mati, merusak dan mengubah habitat, mengubah kondisi abiotik
Struktur ekosistem berubah kerapatan populasi dan biomasa
1.
Intensitas tingkat besar kecilnya gangguan,diukur dari efek kejadian (ex: jumlah pohon yang mati)
2.
Frekuensi waktu, tingkat pengulangan kejadian (rata-rata selang waktu antar kejadian)
3.
Skala luasan area kejadian
Frekuensi
Skala
Intensitas
Gangguan alam
Tinggi
Kecil
rendah
Pohon tumbang
Rendah
Besar
tinggi
Puting beliung, Tzunami
Tinggi
medium
rendah
Eksploitasi biomas
Medium
Medium
Medium
Kebakaran
Medium
Medium
rendah
Banjir, kebakaran
Celah
Celah terbentuk setelah pohon tumbang/ditebang gangguan kecil perubahan komposisi vegetasi
Peltophorum
Chromolaena
enggunaan lahan pertanian
(Foto: Meine van Noordwijk)
Foto: Jan Bennist
Eksploitasi hasil hutan
Suksesi membantu pemulihan hutan paska eksploitasi
Populasi ternak melebihi daya dukung juga merupakan MASALAH!
Hilangnya satu jenis tanaman digantikan oleh jenis tanaman lain secara alami (pioneer) yang baru bagi suatu komunitas setelah adanya gangguan (pergantian jenis tanaman secara bertahap)
Changes in species diversity and biomass during succession
Ecosystem biomass
Species Diversity
Disturbance
Maturity
Time
1. Suksesi Primer Perkembangan ekosistem pada suatu lokasi (batuan induk, pulau-pulau yang terbentuk oleh aktivitas volkanik) yang sebelumnya TIDAK ADA tanda-tanda kehidupan hingga akhirnya bisa menjadi tempat hidup organisme
Suksesi di G. Krakatau
Foto: Kurniatun Hairiah
2. Suksesi Sekunder
Perkembangan ekosistem pada suatu lokasi yang
sebelumnya sudah menjadi habitat organisme hidup tapi telah mengalami gangguan (kebakaran, banjir, angin puting beliung, pengambilan rumput yang sangat intensif)
Konversi hutan dan pembalakan mendorong suksesi sekunder
1. Komunitas biotik mengubah lingkungan (fisik) melalui berbagai cara 2. Kompetisi dan survival antar organisma dan antar populasi diversitas dan kelimpahan spesies berubah 3. Aliran energi bergeser dari produksi ke respirasi, karena semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk menunjang pertumbuhan (biomas) Interaksi ke 3 proses mengarahkan pemulihan ekosistem melalui berbagai tahap perkembangan
Foto: Meine van Noordwijk
Suksesi setelah kebakaran
Permudaan alami
Suksesi
Dilenia
Dilenia Peltophorum
Kebun Garden
Kebun campuran Mixed garden
Talun Mixed tree garden
a
Th 1. Ladang, periode tan. semusim b
Th 2-3. Ladang, periode tan. semusim c
Th 4-6. Ladang, periode tan. semusim d
e
f
Karakteristik
Awal
Perte- Akhir Keuntungan ngahan
Diversiti tinggi
Resiko kepunahan rendah
Biomas tinggi
Sumber BO tinggi
NPP tinggi
Potensial produksi tinggi
Kompleksitas interaksi spesies
Potensi pengendalian hama dan penyakit tinggi
Efisiensi siklus hara
Mengurangi input eksternal
Gangguan mutualisma
Stabilitas tinggi dan Mengurangi input eksternal (Giliison, 2000; hal 253)
PEMBUKAAN LAHAN PERTANIAN: Tebang dan bakar mudah dan murah
bebas hama/penyakit
tambahan hara
Monokultur: SUKSESI awal hilang!
Pakuan ratu, Lampung Utara
Pakuan Ratu, Maret 2000
Pakuan Ratu, Maret 2003
Suksesi Akhir
Hutan lindung
Kebun campur Kopi
Kopi monokultur
Kopi monokultur Gubug tempat tinggal sementara
sayuran
Padi sawah
Integrated Lanskape patchy landscape (Sumberjaya, Lampung Barat)
Hutan Tanaman
Foto: Jan Bennist
Suksesi yang harus diganti……
Diversity and stability
Biodiversity
Stabilitas: tidak ada gejolak populasi organisma dalam suatu ekosistem atau disebut juga kondisi yang satbil
Stability
Sistem pertanian intensif
Tanah menjadi lebih terbuka rentan
terhadap erosi
Kesuburan tanah menurun, mengapa?
Masalah baru: ◦ Alang-alang atau gulma lainnya
◦ Hama dan penyakit
P rod u k si u m b i, ton h a -1
Produksi ubikayu terus menurun, walaupun dipupuk 4 0 dosis tinggi
M o n o k u ltu r T u m p a n g s a ri
30
20
10 A la n g -a la n g 0 0
2
4
6
8
10
W a k tu s e te la h h u ta n d ib a k a r , ta h u n
NERACA C dan N Neraca C, ton ha-1 th-1
8 6
Kembali ke tanah
4 2
A)
0 -2
Panen
-4 -6 -8
Neraca N, ton ha-1 th-1
150 100
B)
Kembali ke tanah
50 0
-50
Panen
-100 -150
PT 1
PT 2
Ubikayu
(Sumber: Hairiah et al, 2006)
PT3
PT4
Budidaya pagar
PT5
PT6
Tumpang gilir LCC
Kesuburan tanah menurun……. muncul masalah baru!...padang lalang
Spiral perangkap kemiskinan Pindah ladang & awal siklus baru
Pendapatan rendah
Produksi rendah
Masukan rendah
Foto: Kurniatun Hairiah
